Kuidas valida õige infrapunatermomeetri sissejuhatus
Selgitati infrapunatermomeetrite tööpõhimõtet ja metroloogiaosakonna kalibreerimistööde kogemuste põhjal võeti kokku sobivate infrapunatermomeetrite valimise meetod.
Infrapunatermomeetri temperatuuri mõõtmispõhimõte on teisendada objekti (näiteks sulaterase) kiirgusenergia elektrisignaaliks. Infrapunakiirguse energia suurus vastab objekti (näiteks sulaterase) temperatuurile. Konverteeritud elektrisignaali ulatuse põhjal saab kindlaks määrata objekti temperatuuri (näiteks sulateras).
Infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, fotodetektorist, signaali võimendist, signaalitöötlusest, kuvarist ja muudest komponentidest. Optiline süsteem kontsentreerib sihtmärgi infrapunakiirguse energia oma vaatevälja ja vaatevälja suuruse määravad optilised komponendid ja nende termomeetri positsioonid. Infrapunaenergia on keskendunud fotodetektorile ja teisendatakse vastavateks elektrilisteks signaalideks, mida võimendatakse ja töödeldakse signaalitöötlusahela abil, ning kalibreeritakse vastavalt instrumendi sisseehitatud algoritmile ja sihtmärgi emissioonile
Looduses kiirgavad kõik objektid, mille temperatuur on absoluutsest nullist kõrgem, pidevalt infrapunakiirguse energiat ümbritsevasse ruumi. Objekti infrapunakiirguseenergia suurus ja lainepikkuse jaotus on tihedalt seotud selle pinnatemperatuuriga. Seetõttu saab objekti enda poolt kiirgatud infrapunaenergiat mõõtes selle pinnatemperatuuri täpselt kindlaks, mis on infrapunakiirguse temperatuuri mõõtmise objektiivne alus.
Must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõigi lainepikkuste kiirgusenergia ilma energia peegelduse või ülekandumiseta ning selle pinna emissioon on 1. Tegelikud objektid, mis looduses eksisteerivad, pole aga peaaegu mustkehad. Infrapunakiirguse jaotusseaduse selgitamiseks ja saamiseks tuleb teoreetilistes uuringutes valida sobiv mudel. See on Plancki väljapakutud kehaõõnsuse kiirguse kvantifitseeritud ostsillaatori mudel, mis tuletas Plancki musta keha kiirguse seaduse, nimelt lainepikkuses ekspresseeritud mustkere kiirguse spektrialägedus. See on kõigi infrapunakiirgusteooriate lähtepunkt, seetõttu nimetatakse seda musta keha kiirgusseaduseks. Kõigi tegelike objektide kiirgustase ei sõltu mitte ainult objekti kiirguse lainepikkusest ja temperatuurist, vaid ka sellistest teguritest nagu materjali tüüp, ettevalmistamise meetod, soojusprotsess, pinna olek ja eseme moodustavad keskkonnatingimused. Seetõttu tuleb musta keha kiirgusseaduse kohaldamiseks kõigi praktiliste objektide suhtes rakendatavaks, kaasati proportsionaalsuse koefitsient, mis on seotud materiaalsete omaduste ja pinnaseisunditega, nimelt emissiooniga. See koefitsient tähistab seda, mil määral on tegeliku objekti termiline kiirgus musta keha kiirguse lähedal, mille väärtused on null ja väärtused alla 1. Kiirgusseaduse kohaselt on teada, kui materjali emissioon on teada, on teada mis tahes objekti infrapunakiirguse omadused. Peamised emissiooni mõjutavad tegurid hõlmavad materjali tüüpi, pinna karedust, füüsikalist ja keemilist struktuuri ning materjali paksust.
